钢板桩支护计算书
以桩号2c0+390处的开挖深度,4C0+001.5处的开挖宽度为准(本相目的最大开挖深度和宽度） 一 设计资料
1桩顶高程H 1：
施工水位H 2： 2 地面标高H 0：开挖底面标高H 3：开挖深度H ： 3土的容重加全平均值γ18.3KN/m3
1
：
土浮容重γ’： 10.0KN/m3 内摩擦角加全平均值Ф：20.10° 4均布荷q ：20.0KN/m2
5基坑开挖长a=20.0m 基坑开挖宽b=9.0m 二 外力计算
1作用于板桩上的土压力强度及压力分布图 ka =tg2(45°-φ/2)=tg2(45-20.10/2)=0.49 kp =tg2(45°+φ/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05
板桩外侧均布荷载换算填土高度h ，
h=q/r=20.0/18.3=1.09m 桩顶以上土压力强度Pa 1
Pa1=r×（h+0.25)Ka=18.3×(1.09+0.25) ×0.49=12.0KN/m2 水位土压力强度Pa 2 Pa2=r×(h+4.35 -3.00 )Ka
=18.3×(1.09+4.35 -3.00 )× 0.49=21.8KN/m2 开挖面土压力强度Pa 3
Pa3=[r×(h+4.35 -3.00 )+(r-rw)(3.00 +3.40)}Ka =[18.3×(1.09+4.35 -3.00 )+(18.3-10) ×(3.00 +3.40)] ×0.49=47.8KN/m2 开挖面水压力(围堰抽水后)Pa 4：
Pa4=γ(3.00+3.40)=10×(3.00+3.40)=64.0KN/m2 三 确定内支撑层数及间距
按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型钢板桩
能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h: 弯曲截面系W Z0=0.001350m3, 折减系数β=0.7 采用值W Z =βW Z0=0.00135×0.7＝0.000945m 3 容许抗拉强[σ]= 200000.0KPa 由公式σ=M/Wz得：
最大弯矩M 0=Wz×[σ]=189.0KN*m
1假定最上层支撑位置与水位同高，则支点处弯矩
M'=Pa1*(H1-H 2) 2/2+(Pa2-Pa 2)(H1-H 2) 2/6=9.2KN*m
2根据上式判断可知，最大允许跨度h 0由下式计算
M 0=Pa1h 02/2+γka(H1-H 2) 2[h02(H1-H 2)/3]/2+(Pa2-Pa 1)[h0-(H1-H 2)]2
/2+(γw +γ')[h0-(H1-H 2)]3/6 代入数值得：
2
189.0=6.0×h 02+4.47×1.21（h 0-0.733）+4.916（h 0-1.10）+3.333
（h 0-1.10）3 整理得：
3.333h03+5.921h02+6.692h0-191.454=0.000 解方程得： h0=3.201m
各支撑按等弯矩布置，则：
h1=1.11h0=3.553m h2=0.88h0=2.817m
h 3=0.77h0=2.465m h4=0.70h0=2.241m h5=0.65h0=2.081m h6=0.61h0=2.817m
h 7=0.58h0=1.857m h8=0.55h0=1.761m 故，至少需2层支撑。
根据实际情况确定支撑位置如图所示。 h0=2.000m h1=3.000m h2=2.500m 四 各内支撑反力
采用1/2分担法近似计算各内支撑反力
q 1=p1(h0+h1)/2={γk a (h+(H1-H 2)+(γ'+γw)k a [(h0-(H1-H 2)]}(h0+h1)/2 =71.0KN/m
q 2=p2(h1+h{γk a *(h+(H1-H 2)+(γ’+γw )k a [(h0+h1-(H1-H 2)]}(h1+h2
)/2
=158.7KN/m
五 钢板桩入土深度及总桩长： 根据盾恩法求桩的入土深度
由公式γHK a (hi +t)=γ(Kp -K a )t 2 整理得:
(Kp -K a )t 2-Hk a t-Hk a h i =0 解得t=Hka +
(Hka)2+4(Kp-Ka)Hkahi 2(Kp-Ka)
=4.837m
故总长度L=h0+h1+h2+……hi+t= 12.337m
选用钢板桩长度14.0m, 实际入土深T=6.500m 六 基坑底部的隆起验算 Nq =eπtg φtg 2(45+φ/2)=6.463
Nc =(Nq -1)/tgφ=14.929 坑外各层土的天然容重加权γ1=18.3m3 坑内各层土的天然容重加权γ2=18.2m3 土的粘聚c=5.0KPa
故抗隆起安全系数
Ks=(γ2TN q +cNc )/(γ1(H+T)+q )=3.03>1.3 满足要求
七 基坑底管涌验算 KL =γ'T/γ
w
h=2γ'/γ
w
h w
=2.03>1.5 满足要求 八 坑底渗水量计算
根据设计地质资料，土的综合渗透系数取K=0.080m/d 基坑开挖面积A=a*b =180 Q=KAi= KAhw /(hw +2T) =4.75m3/d 九 围檩受力计算(20m)
1支承力：R=n/4=q2*a/4=793.42kN 2支承布置见右图。 3围檩弯矩
支撑按等间距布置，如下图： l=a/4=5.000m
由于安装节点的整体性通常不易保证, 故按简支粱计算: Mmax =q2l 2/8=495.9KN*m 拟选用空心方钢(400*400*14) 弯曲截面系Wz=0.002521m3 容许抗拉强[σ]=200000.0KPa
方钢能承受的最大弯矩M=Wz[σ]=504.2KN*m> Mmax =495.9KN*m
满足要求
十 支撑杆受力计算
拟选用空心方钢(250*250*8)
计算长度l 0=8.2m，支撑面A=7520mm2，转动惯量I=72290000mm4，容重γ=78.5KN/m3，弯曲截面系W z =578000mm3。
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003表5.1.2-1规定，为b 类构件，
钢支撑初偏心l p =l0/500=0.016m 求长细比λ： i=I /A =97mm
因截面为双轴对称，故λ=l0/i=85 查《规范》附表C 得失稳系数φ=0.648
故σ1=N/A/φ= R/A/φ=158111.1KPa
则 σ=σ1+σ2=166946.0
1为防止接缝处漏水，在沉桩前应在锁口处嵌填黄油、沥青或其他密封止水材料，必要时可在沉桩后坑外注浆防渗或另施工挡水帷幕。
2在基坑转角出的支护钢板桩，应根据转角的平面形状做成相应的异形转角板桩，且转角桩和定位桩宜加长1m 。
钢板桩支护计算书
以桩号2c0+390处的开挖深度,4C0+001.5处的开挖宽度为准(本相目的最大开挖深度和宽度） 一 设计资料
1桩顶高程H 1：
施工水位H 2： 2 地面标高H 0：开挖底面标高H 3：开挖深度H ： 3土的容重加全平均值γ18.3KN/m3
1
：
土浮容重γ’： 10.0KN/m3 内摩擦角加全平均值Ф：20.10° 4均布荷q ：20.0KN/m2
5基坑开挖长a=20.0m 基坑开挖宽b=9.0m 二 外力计算
1作用于板桩上的土压力强度及压力分布图 ka =tg2(45°-φ/2)=tg2(45-20.10/2)=0.49 kp =tg2(45°+φ/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05
板桩外侧均布荷载换算填土高度h ，
h=q/r=20.0/18.3=1.09m 桩顶以上土压力强度Pa 1
Pa1=r×（h+0.25)Ka=18.3×(1.09+0.25) ×0.49=12.0KN/m2 水位土压力强度Pa 2 Pa2=r×(h+4.35 -3.00 )Ka
=18.3×(1.09+4.35 -3.00 )× 0.49=21.8KN/m2 开挖面土压力强度Pa 3
Pa3=[r×(h+4.35 -3.00 )+(r-rw)(3.00 +3.40)}Ka =[18.3×(1.09+4.35 -3.00 )+(18.3-10) ×(3.00 +3.40)] ×0.49=47.8KN/m2 开挖面水压力(围堰抽水后)Pa 4：
Pa4=γ(3.00+3.40)=10×(3.00+3.40)=64.0KN/m2 三 确定内支撑层数及间距
按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型钢板桩
能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h: 弯曲截面系W Z0=0.001350m3, 折减系数β=0.7 采用值W Z =βW Z0=0.00135×0.7＝0.000945m 3 容许抗拉强[σ]= 200000.0KPa 由公式σ=M/Wz得：
最大弯矩M 0=Wz×[σ]=189.0KN*m
1假定最上层支撑位置与水位同高，则支点处弯矩
M'=Pa1*(H1-H 2) 2/2+(Pa2-Pa 2)(H1-H 2) 2/6=9.2KN*m
2根据上式判断可知，最大允许跨度h 0由下式计算
M 0=Pa1h 02/2+γka(H1-H 2) 2[h02(H1-H 2)/3]/2+(Pa2-Pa 1)[h0-(H1-H 2)]2
/2+(γw +γ')[h0-(H1-H 2)]3/6 代入数值得：
2
189.0=6.0×h 02+4.47×1.21（h 0-0.733）+4.916（h 0-1.10）+3.333
（h 0-1.10）3 整理得：
3.333h03+5.921h02+6.692h0-191.454=0.000 解方程得： h0=3.201m
各支撑按等弯矩布置，则：
h1=1.11h0=3.553m h2=0.88h0=2.817m
h 3=0.77h0=2.465m h4=0.70h0=2.241m h5=0.65h0=2.081m h6=0.61h0=2.817m
h 7=0.58h0=1.857m h8=0.55h0=1.761m 故，至少需2层支撑。
根据实际情况确定支撑位置如图所示。 h0=2.000m h1=3.000m h2=2.500m 四 各内支撑反力
采用1/2分担法近似计算各内支撑反力
q 1=p1(h0+h1)/2={γk a (h+(H1-H 2)+(γ'+γw)k a [(h0-(H1-H 2)]}(h0+h1)/2 =71.0KN/m
q 2=p2(h1+h{γk a *(h+(H1-H 2)+(γ’+γw )k a [(h0+h1-(H1-H 2)]}(h1+h2
)/2
=158.7KN/m
五 钢板桩入土深度及总桩长： 根据盾恩法求桩的入土深度
由公式γHK a (hi +t)=γ(Kp -K a )t 2 整理得:
(Kp -K a )t 2-Hk a t-Hk a h i =0 解得t=Hka +
(Hka)2+4(Kp-Ka)Hkahi 2(Kp-Ka)
=4.837m
故总长度L=h0+h1+h2+……hi+t= 12.337m
选用钢板桩长度14.0m, 实际入土深T=6.500m 六 基坑底部的隆起验算 Nq =eπtg φtg 2(45+φ/2)=6.463
Nc =(Nq -1)/tgφ=14.929 坑外各层土的天然容重加权γ1=18.3m3 坑内各层土的天然容重加权γ2=18.2m3 土的粘聚c=5.0KPa
故抗隆起安全系数
Ks=(γ2TN q +cNc )/(γ1(H+T)+q )=3.03>1.3 满足要求
七 基坑底管涌验算 KL =γ'T/γ
w
h=2γ'/γ
w
h w
=2.03>1.5 满足要求 八 坑底渗水量计算
根据设计地质资料，土的综合渗透系数取K=0.080m/d 基坑开挖面积A=a*b =180 Q=KAi= KAhw /(hw +2T) =4.75m3/d 九 围檩受力计算(20m)
1支承力：R=n/4=q2*a/4=793.42kN 2支承布置见右图。 3围檩弯矩
支撑按等间距布置，如下图： l=a/4=5.000m
由于安装节点的整体性通常不易保证, 故按简支粱计算: Mmax =q2l 2/8=495.9KN*m 拟选用空心方钢(400*400*14) 弯曲截面系Wz=0.002521m3 容许抗拉强[σ]=200000.0KPa
方钢能承受的最大弯矩M=Wz[σ]=504.2KN*m> Mmax =495.9KN*m
满足要求
十 支撑杆受力计算
拟选用空心方钢(250*250*8)
计算长度l 0=8.2m，支撑面A=7520mm2，转动惯量I=72290000mm4，容重γ=78.5KN/m3，弯曲截面系W z =578000mm3。
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003表5.1.2-1规定，为b 类构件，
钢支撑初偏心l p =l0/500=0.016m 求长细比λ： i=I /A =97mm
因截面为双轴对称，故λ=l0/i=85 查《规范》附表C 得失稳系数φ=0.648
故σ1=N/A/φ= R/A/φ=158111.1KPa
则 σ=σ1+σ2=166946.0
1为防止接缝处漏水，在沉桩前应在锁口处嵌填黄油、沥青或其他密封止水材料，必要时可在沉桩后坑外注浆防渗或另施工挡水帷幕。
2在基坑转角出的支护钢板桩，应根据转角的平面形状做成相应的异形转角板桩，且转角桩和定位桩宜加长1m 。